为了实现红外鱼眼系统下对多目标航迹进行起始，分析了红外鱼眼系统下目标在像面上的运动特点，提出了用于红外鱼眼系统的多目标航迹起始算法。算法采用逻辑法中的3/4逻辑，利用最大速度约束法去除各采样周期中大部分非相关量测点，用Hough变换方法确定可能航迹，用匀速约束对航迹进行确认。利用模拟目标对算法进行了实验和分析，结果表明，该算法与标准Hough变换法和逻辑法相比，航迹起始性能有了明显提高。当杂波个数为450个时，航迹起始虚警率仅为14%；对非断点航迹的成功起始时间为3帧，对断点航迹的成功起始时间为4帧，且在密集杂波环境下算法执行时间也较短。

建立了适用于红外鱼眼系统的目标运动模型，在不影响精度的前提下减少计算量是达到实时稳定地跟踪红外目标的途径之一。分析了目标在该系统成像的运动特性，结合系统帧频采样率较高的特点，提出了一种改进的匀速运动模型，并从理论上与“当前”统计模型的跟踪精度进行了对比分析。结果表明，在红外鱼眼系统采样率较高的情况下，匀速运动模型可以达到与“当前”统计模型相当的跟踪精度；利用卡尔曼滤波对模拟轨迹进行跟踪实验，验证了上述分析结果的正确性。该模型结构简单、运算量少，对于红外鱼眼系统下目标实时跟踪具有重要的意义。

为了设计出适用于超大视场红外鱼眼告警系统的有效算法，对超大视场红外鱼眼告警系统所拍摄的红外图像进行分析，结果发现：超大视场红外图像中目标只表现为一个点，红外图像的背景非常复杂；对于天空背景，随着仰角的增大，其辐射亮度逐渐变小，目标的运动轨迹被弯曲，并随视场角的增大其弯曲程度越甚。从红外鱼眼镜头的设计理论出发，对系统的像面照度进行了分析，并采用美国光电工业公司的CDS100-04型黑体作为标准辐射源对分析结果进行了实验验证，结果表明：不同位置处灰度值的相对标准偏差仅为2.26%，说明该系统的像面照度是均匀的；最后，对系统的作用距离进行了分析，其作用距离约为9.6km，基本满足实际需要。